Decennia lang hebben natuurkundigen de meest ongrijpbare deeltjes in het universum achtervolgd: neutrino’s. Deze ‘spookdeeltjes’ hebben zelden interactie met materie, waardoor ze ongelooflijk moeilijk te detecteren zijn, maar toch bevatten ze aanwijzingen voor de meest gewelddadige gebeurtenissen in de kosmos. Nu gaat een team onder leiding van Carlos Argüelles-Delgado op jacht naar een ongekende locatie: de steile, torenhoge canyons van de Peruaanse Andes. Hun project, het Tau Air-shower Mountain-Based Observatory (TAMBO), heeft tot doel neutrino’s met ultrahoge energie vast te leggen die over de rand van de aarde scheren en mogelijk geheimen onthullen over zwarte gaten, het vroege universum en zelfs kwantumzwaartekracht.
De uitdaging van het detecteren van het onzichtbare
Neutrino’s zijn fundamentele deeltjes die worden geproduceerd bij kernreacties, inclusief die in sterren en tijdens supernova-explosies. Ze stromen door alles heen – ons lichaam, de aarde, zelfs loodafscherming – bijna zonder te stoppen. Om ze te detecteren zijn enorme detectoren nodig, zoals het IceCube Neutrino Observatory op de Zuidpool of KM3NeT in de Middellandse Zee, die enorme hoeveelheden ijs of water gebruiken om de zeldzame interacties op te vangen. Deze experimenten hebben echter beperkingen.
Vorig jaar ontdekte KM3NeT een neutrino met een energie die zo hoog was dat het “onmogelijk” leek gezien de bestaande theorieën. Deze bevinding onderstreepte de noodzaak van nieuwe benaderingen. De uitdaging is niet alleen het bouwen van grotere detectoren; het is het vinden van de juiste locatie om de detectiekans te maximaliseren.
Waarom Peru? Een kloof ontworpen door de natuur
Het team van Argüelles-Delgado realiseerde zich dat bepaalde diepe, smalle kloven in de Andes zouden kunnen fungeren als natuurlijke neutrinodetectoren. Deze formaties bieden twee belangrijke voordelen: bescherming tegen ongewenst kosmisch geluid (zoals verdwaalde geladen deeltjes) en een omgeving die de interacties tussen neutrino’s verbetert. Het idee is dat neutrino’s met ultrahoge energie, in tegenstelling tot hun tegenhangers met lagere energie, de kans hebben om in het berggesteente te interageren, waardoor detecteerbare regens van secundaire deeltjes ontstaan.
De zoektocht leidde hen naar valleien van ongeveer vier kilometer diep en drie tot vijf kilometer breed. Google Maps onthulde wereldwijd slechts een handvol van dergelijke locaties, voornamelijk in de Himalaya en de Andes. Het team verkent momenteel potentiële locaties in Peru en vecht tegen logistieke hindernissen zoals aardverschuivingen, extreem weer en zelfs condors die nesten bouwen in de apparatuur.
Hoe TAMBO zal werken: een berg als lens
TAMBO zal duizenden platte detectoren inzetten over de wanden van de kloof. Wanneer een neutrino met ultrahoge energie de berg raakt, ontstaat er een waterval van deeltjes die de rotswand verlaten. Deze buien zullen zich over het detectorgebied verspreiden, waardoor wetenschappers de richting en energie van het neutrino kunnen bepalen. De schaal is enorm: 5.000 detectoren, te beginnen met een proefproject van 100, gepland tegen begin 2030.
Het doel is niet alleen om meer neutrino’s te detecteren, maar ook om bewijs te vinden van kosmogene neutrino’s: hypothetische deeltjes die ontstaan wanneer kosmische straling met ultrahoge energie botst met de overgebleven straling van de oerknal. Als ze worden gedetecteerd, zouden deze neutrino’s een al lang bestaande theorie bevestigen en een venster openen naar de vroegste momenten van het universum.
Beyond Physics: respect voor lokale gemeenschappen
Het succes van het project hangt af van meer dan alleen wetenschappelijke nauwkeurigheid. Argüelles-Delgado benadrukt het belang van ethische betrokkenheid bij lokale gemeenschappen en trekt lessen uit eerdere telescoopprojecten (zoals de Thirty Meter Telescope op Hawaï), waarbij inheemse zorgen werden genegeerd. Het team werkt samen met antropologen om ervoor te zorgen dat het project ten goede komt aan lokale boeren en werknemers in de toeristische sector, met respect voor het Inca-erfgoed van de regio. De naam ‘TAMBO’, een Quechua-woord voor ‘herberg’, is een bewuste knipoog naar de geschiedenis van het land als rustplaats voor boodschappers.
“Soms denken astronomen dat ze naar een plek komen en de kennis met zich meebrengen. Maar onze ‘westerse wetenschap’ is slechts één manier om aandacht te besteden aan het universum. Je moet lokale kennis en verschillende manieren om dingen te doen respecteren.”
Het Andes-project gaat niet alleen over het bouwen van een telescoop. Het gaat over het overbruggen van culturen, het respecteren van oude landen en het openen van een nieuwe grens in de natuurkunde. Als dit lukt, zou TAMBO ons begrip van de meest energetische verschijnselen in het universum opnieuw kunnen definiëren.
